ANSYS课程作业-边坡稳定性分析

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1、边坡稳定性分析一、问题描述边坡围岩分别选择3种材料，用强度折减法判断稳定性及安全系数。二、建模三、材料参数单元类型：PLANE82受力状态：平面应变Plainstrain边坡模型围岩参数类别性质Ecφ围岩Ⅰ弹性材料3.110100.242700围岩Ⅱ弹塑性材料3.010100.2525000.910642围岩Ⅲ弹塑性材料2.710100.2524000.710635折减模量ⅡⅢFcφFcφ1.09.00E+0542.001.07.00E+0535.001.27.50E+0535.001.25.83E+0529.171.46.43E+0530.001.45.00E+0525.001.65

2、.63E+0526.251.64.38E+0521.881.85.00E+0523.331.83.89E+0519.442.04.50E+0521.002.03.50E+0517.502.24.09E+0519.092.23.18E+0515.912.43.75E+0517.502.42.92E+0514.582.63.46E+0516.152.62.69E+0513.462.83.21E+0515.002.82.50E+0512.503.03.00E+0514.003.02.33E+0511.67一、载荷1.位移条件两侧边约束X方向位移，底边约束X、Y方向位移。2.受力条件重力10g

3、/cm2二、结果分析1.收敛结果F=1.8时不收敛伴随强度折减系数的增加，边坡的塑性应变增大，塑性区也随之扩大，当塑性区发展成一个贯通区域，边坡就不稳定，此时求解也不收敛。与此同时，边坡水平位移也变大。因此，主要通过观察后处理中边坡变形图、应力图、塑形区来判断稳定性与否。2.F=1.0结果分析F=1.0时边坡变形图F=1.0时边坡X方向位移云图边坡水平方向最大位移为99.83mm。F=1.0时边坡X方向应力云图F=1.0时边坡塑性变形云图此时边坡坡趾处有微小塑性应变，塑性区范围较小。3.F=1.2结果分析F=1.2时边坡变形图F=1.2时边坡X方向位移云图边坡水平方向最大位移为116.

4、21mm。F=1.2时边坡X方向应力云图F=1.2时边坡塑性变形云图边坡塑性区进一步扩大，在边坡右侧边界出现塑性区。4.F=1.4F=1.4时边坡变形图F=1.4时边坡X方向位移云图边坡水平位移最大为124.189mmF=1.4时边坡X方向应力云图F=1.4时边坡塑性变形云图模型中塑形区发展，坡趾处塑性区进一步扩大。5.F=1.6F=1.6时边坡变形图F=1.6时边坡X方向位移云图水平位移下降为105.874，说明边坡开始破坏。F=1.6时边坡X方向应力云图F=1.6时边坡塑性变形图坡趾处明显塑性变形进一步向坡顶扩大。6.F=1.8F=1.8时边坡变形图F=1.8时边坡X方向位移云图水

5、平位移急剧下降为68.264mm，说明边坡已破坏。F=1.8时边坡X方向应力云图F=1.8时边坡塑性变形图塑形区贯穿到坡顶，破坏。7.总结1）从边坡模型变形图分析，随着强度折减系数的增加，边坡变形加大，当F=1.8时，解不收敛，此时边坡破坏面近似圆弧形，说明此时边坡已经不安全。2）从边坡水平方向位移云图分析，随着强度折减系数的增加，水平位移波动很大，刚开始水平位移慢慢增大，当F=1.6之后，边坡模型的水平位移减小。3）从塑性应变云图分析，塑性应变逐渐增大，坡趾处应变最大。边坡安全系数可以取1.6。